Rambler's Top100
Статьи ИКС № 09-10 2015
Андрей СЕМЕНОВ  10 ноября 2015

Для чего мы отказываемся от универсальности нижних уровней СКС

Широкое применение СКС в специфических областях, в частности в ЦОДах и сетях доступа, побудило разработчиков к повышению технико-экономической эффективности кабельной проводки за счет особенностей этих новых сфер применения.

Андрей СЕМЕНОВ, директор по развитию, RdM Distribution, докт. техн. наук

Первоначально структурированные кабельные системы использовались на объектах офисного типа, где они создавали физический уровень информационной инфраструктуры и обеспечивали взаимодействие с внутренней телефонной сетью. Исходные положения, взятые за основу при выработке концепции классической СКС, оказались весьма удачными. Эти системы не только продемонстрировали высокую востребованность в офисах, но довольно быстро, в течение всего полутора десятков лет, проникли в смежные области. В 2010-х гг. свои специализированные кабельные системы появились в ЦОДах, на промышленных предприятиях, в лечебных учреждениях и на объектах жилого сектора. На первых порах эти разработки сохраняли максимально полную унификацию с офисными решениями.

Предпосылки коррекции базовых принципов

Один из основополагающих принципов СКС, следование которому повышает общую потребительскую ценность кабельной системы, – принцип универсальности проводки, обеспечиваемой за счет разумной функциональной и аппаратурной избыточности. Обусловленная этой избыточностью гибкость решения в целом позволяет в разы снизить эксплуатационные расходы. Результатом такого перераспределения отдельных статей издержек становится значительное снижение общей стоимости владения информационной проводкой. По некоторым оценкам, правильно спроектированная и инсталлированная типовая СКС окупается примерно за три года эксплуатации.

Первоначально эффективность СКС новых разновидностей оказалась заметно ниже прототипа, что было следствием существенных отличий условий построения и эксплуатации, характерных для новых областей применения, от типовых офисных. Определенную роль сыграло и отсутствие элементной базы, учитывающей их особенности. Осознание этого факта позволило выработать пути преодоления обнаружившихся сложностей, а именно: выполнение специализированных разработок и отказ, полный или частичный, от некоторых постулатов, неактуальных в новых сферах применения. В первую очередь речь зашла об отказе от принципа универсальности.

Отметим, что корректировка базовых принципов построения СКС целесообразна, если, во-первых, типовые условия реализации проектов существенно отличаются от классических офисных и, во-вторых, объемы внедрения СКС в новых областях значимы для серийного производства.

Отказ от деления на классы

Универсальность СКС предполагает инвариантность к типу приложения нижних уровней кабельной системы (на магистральных уровнях используются узкоспециализированные линии) и разделение горизонтальных линий и трактов на категории и классы. Последнее весьма удобно с точки зрения эксплуатации кабельной системы: она гарантированно поддерживает нормальное функционирование сетевой аппаратуры соответствующего и более низкого классов.

Исторически сложилось так, что внедрение оборудования следующего класса обеспечивает повышение скорости передачи примерно на порядок без изменения общей протяженности тракта. В офисных системах от такого подхода отказываться не следует, но это вполне допустимо в других областях, где требуется структурированное каблирование. Наиболее яркий пример – ЦОДы, для которых характерно сочетание очень высоких скоростей передачи и малой протяженности подавляющего большинства трактов. Кроме того, многие функциональные возможности офисных СКС зачастую не могут быть задействованы в ЦОДах, и тогда обеспечивающие их ресурсы мертвым грузом ложатся на бюджет проекта.

В результате сегодня в кабельных системах для ЦОДов максимальная протяженность тракта уменьшается. Этот тренд отчетливо прослеживается как в оптической, так и в медножильной подсистемах.

В электропроводной подсистеме выигрыш от уменьшения максимальной допустимой протяженности тракта используется по-разному. Во-первых, увеличивается пропускная способность уже существующей техники. Таковы, скажем, 10-гигабитные линии длиной 37–55 м, собранные на элементной базе категории 6, которая первоначально не была предназначена для работы в расширенном частотном диапазоне. Во-вторых, можно заметно улучшить массогабаритные характеристики кабельных изделий без изменения передаточных параметров тракта. Примером могут служить 500-мегагерцовые кабели ряда европейских производителей, рассчитанные на поддержку сетевых интерфейсов вплоть до 10G Base-T при гарантированной дальности связи не более 70 м. Еще одно направление – повышение энергоэффективности линий. С этой целью для ЦОДов в ближайшем будущем должны быть стандартизированы 30-метровые тракты перспективной категории 8, которые обеспечивают пропускную способность 40 Гбит/с.

Разработчики оптической техники оперируют несколько большими длинами и скоростями. Здесь основным стимулом уменьшения дальности связи, привычной по ранним нормативным документам, является стремление к использованию хороших стоимостных характеристик многомодовой оптоэлектронной элементной базы оптических приемопередатчиков. В зависимости от категории многомодовых оптических кабелей и схемы организации связи поддерживается передача со скоростями 40 и 100 Гбит/с по трактам протяженностью 100, 125 и 150 м. Такое значение максимальной гарантированной дальности связи существенно отличается от привычных для волоконно-оптической подсистемы 300 м, установленных для магистральных уровней и централизованных структур внутриобъектовой связи еще в 90-х гг. прошлого века. Не исключается появление нового подкласса многомодовой техники с предельной дальностью связи 170 м на скоростях вплоть до 100 Гбит/с (разработки компаний Panduit и Corning).

LAN-кабели

LAN-кабели, представляющие собой специальный подкласс горизонтальных кабелей, появились менее 10 лет назад. Изначально они были ориентированы на поддержку функционирования оконечных пользовательских устройств с быстродействием не более 100 Мбит/с, которые широко применяются при построении электропроводного оконечного участка сетей доступа. Такой участок – неотъемлемая часть экономически выгодной схемы «волокно до подъезда». С учетом массовости данного рыночного сегмента с целью улучшения экономических характеристик решения в целом имеет смысл отказаться от поддержки сетевых интерфейсов 1G Ethernet и оборудования РоЕ+, безусловно необходимой в офисных системах. Паспортная дальность действия с учетом особенностей внутридомовой проводки жилого сектора сохраняется на уровне 100 м.

Выигрыш от внедрения LAN-кабелей достигается за счет улучшения их массогабаритных характеристик и ощутимого снижения цены благодаря меньшей материалоемкости. Например, уменьшение диаметра медной жилы до 0,46–0,48 мм против типичных для офисных СКС 0,51–0,55 мм (в зависимости от категории) по меньшей мере на 15–20% уменьшает расход меди и пластика, идущего на изготовление кабеля. Соответственно отпускная цена снижается без ухудшения потребительских качеств изделия.

Четырехпарный симметричный LAN-кабель, в котором реализуется такой подход, занимает промежуточное положение между существовавшими ранее изделиями категории 4 и кабелями современной категории 5е. Его высокие технические показатели с существенным запасом на перспективу обусловлены тем, что по характеристикам он вплотную приближается к классическим кабелям категории 5е.

Вилка модульного разъема для установки на инсталляционный кабель

Концепция Direct Connection

Универсальность СКС предполагает определенные структурные ограничения на построение проводки. Рассмотрим ее оконечную часть, которая обеспечивает взаимодействие кабельной системы с приборами индивидуального и группового использования. Она формируется в виде информационной розетки, а само подключение осуществляется с помощью коммутационного шнура. В необходимых случаях он дополняется адаптером, обычно внешнего исполнения. Такая схема весьма удобна и выгодна с эксплуатационной точки зрения при работе с классическими потребителями ресурсов горизонтальной подсистемы СКС (рабочими станциями ЛВС и телефонными аппаратами). Сегодня в число таких потребителей входят также точки беспроводного доступа Wi-Fi, устройства пожарно-охранной сигнализации, контроллеры различных систем инженерного обеспечения здания и т.п.

Подобное сетевое оборудование, как правило, стационарно размещается в местах, физически недоступных пользователю в режиме нормальной эксплуатации. Поэтому для улучшения технико-экономических характеристик розетка со шнуром заменяется на прямое оконцевание горизонтального кабеля вилкой модульного разъема, включаемой непосредственно в гнездо сетевого интерфейса. Эффективность решения повышается в случае применения вилок специальной разработки (см. рисунок). Целесообразность такого шага обусловлена тем, что из-за применения контактов пирсингового типа устанавливать вилку классического типа на кабель не слишком удобно. Естественный в таких ситуациях переход на IDC-контакты не только повышает удобство работы, но и дает возможность добиться хорошей повторяемости результатов.

  

В офисных СКС универсальность нижнего уровня структурированной проводки в целом адекватна требованиям практики и не нуждается в коррекции. В СКС неофисного назначения отказ от универсальности, а именно уменьшение предельной протяженности тракта или максимальной гарантированной скорости передачи, позволяет улучшить технико-экономические характеристики решения в целом. Схема горизонтальных линий может быть с успехом модифицирована для тех многочисленных стационарных сетевых устройств нижнего уровня информационной системы, которые непосредственно не взаимодействуют с пользователем.  

Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!